| 研究概要 |
本年度は主に,一様に冷却(または加熱)された平板の先端付近で誘起される希薄気体の流れの数値解析を行った.簡単な物理的考察によると,この流れは系の希薄度(クヌーセン数)が比較的小さい(常圧に近い)場合,クヌーセン数の1/2乗程度であると評価されている,ここでの主な目的は,この評価を数値解析により検証することである.しかし,気体論方程式を低希薄度領域で解くことは一般に難しく,この目的を達成するには高精度の数値解析法を開発する必要がある.そこで高精度解析を実現するため,気体分子の速度分布関数に不連続があることを考慮した差分解法を開発した.また,大規模格子システムによる計算を可能にするため,計算コードの並列処理化を行った.以上の用意のもと,広範囲の希薄度に対して数値計算を行い,以下の結果を得た.1.気体の振舞を速度分布関数のレベルまで正確に求めた.とくに,気体中に存在する速度分布関数の不連続の振舞を明らかにし,それによって,任意の巨視的物理量を精確に導出することに成功した.さらに,平板の先端付近での流れを吟味し,2.この流れが希薄度が低くなるほど先端付近に局所化すること,3.その強さは中程度の希薄度で最大になり,分子衝突のない極限(自由分子流)では消滅すること,低希薄度ではクヌーセン数が小さいほど弱く,その減衰の様子はクヌーセン数の1/2乗に近いことがわかった.この減衰の傾向をよりはっきりと確認するため,さらに希薄度が小さい場合の計算を進めている.
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